高三生物一轮复习课件——光合作用

第四节能量之源光与光合作用,复习：呼吸作用,光合作用概述：,1、概念：,2、总反应式：,光能,叶绿体,绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并释放出O2的过程。,一、捕获光能的色素和结构,对大多数生物，活细胞所需能量的最终源头是_。,太阳能,实验,绿叶中色素的提取和分离,1、提取的色素原理？2、分离色素的原理？,色素能溶解在有机溶剂无水乙醇,各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的则在滤纸上扩散的快。,色素的提取和分离纸层析法,方法步骤1、提取色素：称取、剪碎、研磨（碳酸钙二氧化硅无水乙醇），过滤（单层尼龙布）2、制备滤纸条：剪去两角（防止两边滤液扩散速度太快），画铅笔线3、画滤液细线：细、直、齐，重复几次。4、分离：用层析液，液面不能淹没滤液细,1、二氧化硅的作用？2、碳酸钙的作用？3、加无水乙醇的目的？,使研磨更加充分,防止色素被分解,提取色素：称取-剪碎-研磨-过滤（单层尼龙布）,溶解色素,叶绿体的结构,外膜,内膜,基粒,基质,类囊体,捕获光能的色素分布在_,类囊体的薄膜上,一、捕获光能的色素和结构,捕获光能的色素,类胡萝卜素,叶绿素,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,(占1/4),(占3/4),滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？,（橙黄色）,（黄色）,（蓝绿色）,（黄绿色）,关于色素,种类,功能,吸收、传递和转化光能,特性,不溶于水，只溶解于有机溶剂,叶绿体中的色素提取液,四种色素对光的吸收,叶绿素主要吸收_类胡萝卜素主要吸收_,蓝紫光,蓝紫光、红光,思考,1、树叶为什么是绿色？2、P97问题探讨？,3、场所：主要是叶绿体,叶绿体的功能,讨论,恩格尔曼实验的结论是什么？,O2是由叶绿体产生的,叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，分布了许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用的酶。,总结叶绿体的功能,光合作用的场所只能是叶绿体吗？,蓝藻、光合细菌等没有叶绿体也能进行光合作用。,二、光合作用的原理和应用,光合作用的定义,绿色植物通过_，利用_，把_转化成储存能量的_，并释放出_的过程。,光合作用的探究历程（P101102）,光能,叶绿体,O2,有机物,CO2和H2O,光合作用的具体过程是如何被人们认识和发现的哪？,光合作用的探究历程,1648年海尔蒙特（比利时）实验,结论：建造植物体的原料是水分,+74.75kg,-0.057kg,结论：植物可以更新空气,有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果，所以有人认为植物也能使空气变污浊？,1779年，荷兰的英格豪斯,普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更新空气。,到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。,？,光能,化学能,储存在什么物质中？,德国梅耶,1864年德国萨克斯实验,让一张叶片一半曝光一半遮光,除去叶绿素,酒精,水,（证明绿叶在光下制造淀粉）,滴加碘酒后,或者用碘蒸气处理这片叶，发现曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则没有颜色变化。,萨克斯的实验,放在暗处几小时，目的是什么？,结论：产物淀粉条件光照,恩格尔曼的实验,隔绝空气,黑暗，用极细光束照射,完全暴露在光下,水绵和好氧细菌的装片,结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光照,1939年鲁宾和卡门的实验（同位素示踪法）,结论：光合作用释放的氧全部来自水。,美国卡尔文,用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C在光合作用转化成有机物中的碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。,总结光合作用的反应式,糖类,（1）为生物生存提供了物质来源（2）为生物生存提供了能量来源（3）维持了大气中O2和CO2的相对稳定(4)对生物的进化有直接意义。,三、光合作用的意义,光合作用的场所叶绿体,色素,叶绿素,类胡萝卜素,叶绿素a,叶绿素b,叶黄素,胡萝卜素,吸收可见的太阳光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,讨论：光合作用有何意义？,CO2,O2,光合作用的意义,为一切生物生命活动的进行提供所必需的营养物质；,为一切生物生命活动的进行提供所必需的能量；,维持大气中氧气和二氧化碳的平衡。,总之，从物质转变和能量转变的过程来看，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。,恩格尔曼的又一个实验,不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方,叶绿体中的色素分子,光能,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,H2O,O2,H,多种酶参加催化,酶,(CH2O)+H2O,CO2,吸收,光解,能,固定,还原,酶,光反应阶段,暗反应阶段,光合作用的过程,五、光合作用的过程：,1、光反应阶段总结,光能、酶、色素,叶绿体类囊体的薄膜上,物质变化:,能量变化:,ATP的合成：,水的光解：,条件：,场所：,与呼吸作用中H的区别？,多种酶参加催化,1个CO2,CO2的固定；C3的还原。,暗反应,（C5）,2（C3）,2、暗反应阶段,多种酶，还原剂H，能量ATP,叶绿体基质,物质变化：,二氧化碳的固定：,三碳化合物被还原：,ATP中活跃化学能有机物中稳定的化学能,能量变化：,场所：,条件：,ATP的水解,归纳比较,类囊体的薄膜上,叶绿体的基质中,需光、色素和酶,不需光、色素;需多种酶,光能转变为ATP中活泼的化学能,ATP中活泼的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能,水的光解ATP的合成,CO2的固定C3的还原ATP的水解,能量上把光能转变成有机物中的化学能,光合作用的实质,课堂小结,光合作用,概念,场所叶绿体色素,过程,暗反应阶段,反应式,意义,返回,影响光合作用强度的因素？,(色素、酶）,Mg、N等矿质元素；酶的活性受温度等影响。,光照强度、光质、光照时间；,气体反应物,作为反应物和反应的媒介；水分气孔关闭CO2供应,探究环境因素对光合作用的影响,表观光合速率,影响光合速率的因素,真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率,(1)光强度,B：光补偿点,C2：光饱和点,光照强度,0,C2,b(总光合量)=a(净光合量)+c(呼吸作用),光补偿点：光合作用吸收的CO2和呼吸放出CO2相等时的光强度。,光饱和点：光合作用达到最强时所需的最低的光强度。,光合速率与光强度的关系,1.对植物而言，光照越强越好吗?,2.请在图上画出阴生植物胡椒光合速率的曲线?,A点：黑暗时，只进行细胞呼吸,区别植物体的吸收或释放与叶绿体的吸收和释放,AB段：弱光下，光合作用小于细胞呼吸,B点：光补偿点，光合作用等于细胞呼吸,BC1段：强光下，光合作用大于细胞呼吸,白光红光或蓝紫光绿光,A,B,光照强度,0,阳生植物,阴生植物,A：呼吸作用强度B：光补偿点；C：光饱和点,C,光合速率（强度）-净光合速率,阴生植物的光补偿点、光饱和点阳生植物,净光合速率=实际光合速率呼吸速率,对应训练：(07年高考山东卷)以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是(),A.光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与30时相等B.光照相同时间，在20条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于25时，光合作用制造的有机物的量开始减少D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等,A,制造的、产生的值测定的、积累的值,总净,应用：控制好光强,措施：,大棚种植阴雨天应补充光照，把光强控制在光饱和点，至少要在光补偿点之上；根据阳生植物和阴生植物对光照的不同要求，控制光照强弱。,2.CO2浓度,A:进行光合作用所需最低外界CO2浓度B:CO2饱和点,A:呼吸作用强度C:CO2补偿点S:CO2饱和点,b:CO2的补偿点,c:CO2的饱和点,ab:CO2太低，农作物消耗光合产物；bc:随CO2的浓度增加，光合作用强度增强；cd:CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；de:CO2深度超过一定限度，将引起原生质体中毒或气孔关闭，抑制光合作用。,a,c,b,d,e,有机物积累,1.如何提高大田和温室中的CO2含量?,CO2浓度在1%以内时，光合速率会随CO2浓度的增高而增高。农田里的农作物应确保良好的通风透光和增施有机肥。温室中可增施有机肥或使用CO2发生器等。,2.请在图上画出更弱光强度下光合速率的曲线?,应用：温室栽培时适当提高CO2的浓度,措施：,大田生产“正其行，通其风”，即为提高CO2浓度、增加产量。提高光合作用速率。,对应例题1：（10全国卷）下列四种现象中，可以用下图表示的是（）A、在适宜条件下光合作用强度随CO2含量的变化B、条件适宜、底物充足时反应速率随酶量的变化C、一个细胞周期中DNA含量随时间的变化D、理想条件下种群数量随时间的变化,解析：如图曲线的走势为先增加后稳定，曲线有两个关键点：即起点m（m0）和饱和点。符合这一曲线的为A选项；B项对应的曲线起点不正确，曲线的走势一直为增函数，不会出现饱和效应；C项对应的曲线就更不正确了；D项曲线为种群的“J”型增长曲线。,A,m,对应例题2：下列相关叙述，正确的是（）A如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移B如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移C如果光照强度适当增强，a点右移，b点右移D如果光照强度适当增强，a点左移，b点右移,【解析】光合作用强度受光照强度和CO2浓度的综合影响。分析曲线图可知：a点时，CO2吸收速率为0，此时叶片光合作用强度等于呼吸作用强度，b点时，CO2吸收速率最大，CO2浓度达到饱和点。当光照强度适当增强时，光合作用增强，由于呼吸作用强度不变，此时只需要小于a的CO2浓度就能使叶片光合作用强度等于呼吸作用强度，故a点左移。光照强度增强，光能增多，光反应增强，CO2浓度成为限制光合作用达到最大值的主要因素，因此CO2浓度只有大于b点时的浓度，光合作用强度才能达到最大值，故b点右移。此题的答案为D。,D,叶绿体处不同条件下，C3、C5、H、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化,3.温度,温室栽培中，白天可适当提高温度，夜间适当降低温度，适当提高昼夜温差，从而提高作物产量（有机物积累量）。,4.矿质元素,矿质元素是光合作用的产物葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质。如缺少N，就影响蛋白质（酶）的合成；缺少P就会影响ATP、NADPH的合成；缺少Mg就会影响叶绿素的合成。,应用措施：合理施肥（但施肥太多，浓度过高会会使植物失水萎蔫）可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，提高光合作用速率。,5.水分,水分既是光合作用的原料，又是化学反应的媒介；缺水会直接影响到光合作用。水分是植物蒸腾的对象。缺水气孔关闭CO2进入受阻间接影响光合作用,应用措施：根据作物需水规律合理灌溉。,植物夏季为何“午休”？,对应例题：导致植物夏季中午光合作用“午休”的直接原因是（）A.温度过高，蒸腾过强，缺乏光反应原料水B.温度过高，酶活性降低C.气孔关闭,缺乏CO2D.呼吸作用过强,无有机物积累,C,6.叶龄,OA段幼叶。随幼叶的不断生长，叶面积增大，叶绿体增多，叶绿素含量增加，光合速率增加。AB段壮叶。叶片面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率稳定。BC段老叶。随叶龄的增加，叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。,应用措施：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。可降低其呼吸作用消耗有机物。,叶龄,0,含量,叶绿体中色素的含量曲线图：,叶绿素（镁元素）,类胡萝卜素,内因：外因：,基因决定酶种类数量不同,影响光合作用因素总结,提高农作物产量的措施：,延长光合作用时间：增加光合作用面积：,增加光能利用率,提高光合作用效率,控制光照强弱控制光质控制CO2供应控制必需矿质元素供应适时适量施肥,提高复种指数温室中人工光照,合理密植间作套种,通风透光在温室中施有机肥，使用CO2发生器,阴生植物阳生植物,提高农作物光合强度的措施：注意多用一些适当、适量、合理等字眼,3、适当提高CO2浓度,4、适当提高温度,5、适当增加植物体内的含水量,6、适当增加矿质元素的含量,2、合理密植,1.光合作用及呼吸作用在提高作物产量方面的主要应用,间作,一茬有两种或两种以上生育季节相近的作物，在同一块田地上成行或成带（多行）间隔种植的方式。公元6世纪齐民要术叙述了桑与绿豆或小豆间作、葱与胡荽间作的经验。,套作,在前季作物生长后期的株、行或畦间播种或栽植后季作物的种植方式。套作的两种或两种以上作物的共生期只占生育期的一小部分时间，是一种解决前后季作物间季节矛盾的复种方式。主要方式有：小麦套玉米或再套甘薯或大白菜；,轮作,在同一块田地上有顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物，是用地养地相结合的一种生物学措施。有利于均衡利用土壤养分和防治病、虫、草害；能有效地改善土壤的理化性状，调节土壤肥力。,影响光合作用的因素及其在农业生产实践中的应用归纳总结,2.光合速率与呼吸速率的关系(二氧化碳的释放或吸收量）植物在黑暗条件下测得的数值为呼吸速率。绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率（二氧化碳吸收量）。实际光合速率、净光合速率、呼吸速率的关系：实际光合速率净光合速率呼吸速率三者的常用表示方法：,表示真(总)光合作用速率植物叶绿体产生、制造、合成有机物（或葡萄糖）的量；叶绿体吸收的二氧化碳量；叶绿体释放的氧气量；植物光合作用吸收（消耗）的二氧化碳量；植物光合作用产生、制造的氧气量；植物光合作用产生、制造、合成有机物（或葡萄糖）的量。表示净光合作用速率植物叶片吸收的二氧化碳量；容器中减少的二氧化碳量；植物叶片释放的氧气量；容器中增加的氧气量；植物叶片积累或增加的有机物（或葡萄糖）的量。题干中说明“测定”的数值、不过原点的曲线纵坐标表示的值,化能合成作用,自然界中的某些细菌，能够利用环境中的某些无机物氧化分解时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用称化能合成作用。,2NH3+3O2,2HNO2+2H2O+能量,2HNO2+O2,2HNO3+能量,（CH2O）+O2,新陈代谢,同化作用,把从外界环境中获取的营养物质，转变成自身的组成物质,储存能量,异化作用,分解自身的一部分组成物质，把分解的最终产物排出体外,释放能量,实质：自我更新,生物的新陈代谢,区别：能量来源不同,光合作用,化能合成作用,类型,共同点：将无机物合成有机物，并储存能量,生物：绿色植物、光合细菌；硝化细菌、铁细菌、硫细菌等,异养型,动物和人类；营腐生、寄生生活的细菌和真菌等。,自养型,同化作用的代谢型,异化作用的代谢型,进行有氧呼吸，也能进行暂时的、部分的无氧呼吸,只能进行无氧呼吸，氧气的存在抑制其呼吸作用,（如乳酸菌、破伤风杆菌）,既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸（如酵母菌）,光合作用和有氧呼吸的比较：,1、测定植物光合作用的速率，最简单有效的方法是测定：A.植物体内葡萄糖的生成量B.植物体内叶绿体的含量C.二氧化碳的吸收量D.植物体内水的消耗量,课堂测试,2、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是A.上升；下降；上升B.下降；上升；下降C.下降；上升；上升D.上升；下降；下降,C,3、光合作用过程中，产生ADP和消耗ADP的部位在叶绿体中依次为()外膜内膜基质类囊体膜ABCD,B,4、光合作用过程